面试题：HBase Thrift客户端并发处理的故障处理与恢复

Question

假设在高并发使用HBase Thrift客户端过程中，突然出现网络分区故障，导致部分请求失败。请设计一套完整的故障处理与恢复机制，确保数据的最终一致性，同时阐述在故障恢复过程中如何避免数据重复写入或丢失的问题。

Answer 1

故障处理机制

1. 检测网络分区故障
   • 在客户端代码中，使用心跳机制定期向HBase Thrift服务端发送简单请求（如获取表结构信息等轻量级操作）。若连续多次（例如3次）请求超时，则判定可能发生网络分区故障。
   • 利用网络监控工具（如ping命令、traceroute等）在操作系统层面检测网络连通性，辅助确定故障。
2. 请求失败处理
   • 对于失败的请求，将请求相关的信息（如请求的操作类型、表名、行键、列族、列名、值等）记录到本地日志文件中。日志文件应采用追加模式写入，确保数据不丢失。
   • 同时，将这些失败请求放入一个本地队列（如Java的LinkedBlockingQueue）中，等待后续处理。

恢复机制

1. 网络恢复检测
   • 持续尝试与HBase Thrift服务端建立连接。例如，每10秒尝试一次连接，直到成功建立连接。
   • 连接成功后，再次发送心跳请求，确认服务端状态正常。
2. 重发请求
   • 从本地日志文件和队列中读取失败的请求。为每个请求生成唯一的标识符（如UUID），用于在恢复过程中跟踪请求。
   • 按请求类型进行分类处理：
     • 写入请求：在重发写入请求前，先通过HBase的读操作（如get操作）检查目标行键的数据是否已经存在。如果数据已存在，对比写入的值与现有值。若值相同，则跳过此次写入；若值不同，根据业务逻辑判断是否覆盖（如版本号更新策略等）。
     • 读取请求：直接重发读取请求，获取最新数据。

避免数据重复写入或丢失的措施

1. 避免数据重复写入
   • 使用唯一标识符：为每个写入请求生成的唯一标识符可以在HBase服务端设置一个表（如request_tracker表）来记录已经成功处理的请求标识符。在接收到重发的写入请求时，先查询该表，若标识符已存在，则拒绝此次写入。
   • 幂等性设计：在业务层面，确保写入操作具有幂等性。例如，对于增加操作，可以改为使用put操作并设置条件（如基于版本号），使得相同操作多次执行效果等同于一次执行。
2. 避免数据丢失
   • 可靠的日志记录：本地日志文件采用持久化存储，如使用日志框架（如log4j）将日志写入磁盘。并且定期备份日志文件到其他存储介质（如网络存储），防止本地磁盘故障导致日志丢失。
   • 重试机制与监控：在重发请求过程中，设置合理的重试次数（如3次）和重试间隔（如每次间隔5秒）。同时，对重发请求的结果进行监控，若多次重发仍失败，及时通知运维人员进行人工干预。